在搅拌摩擦焊接过程中,搅拌工具的形状会严重影响焊接过程中的热输
入量、压力与扭矩、材料的流动性等。其中,轴肩尺寸、轴肩角度、搅拌针
长度及形状、有无螺纹等都对搅拌摩擦焊接过程有重要影响。这些因素对搅
拌摩擦焊接的影响与轻质合金的搅拌摩擦焊接类似,因此在这里不再赘述。
但高温合金搅拌工具形状设计原则与轻质合金搅拌工具有很大不同。由于轻
质合金在焊接过程中的扭矩、压力及摩擦力要小很多,因此可以采用形状复
杂的搅拌工具来增加材料在焊接过程中的流动性,从而增加材料的变形速率
与产热量。但在高温合金材料的搅拌摩擦焊接过程中,搅拌工具要在高温下
承受强烈的摩擦及巨大的扭矩与压力,采用形状复杂的搅拌工具很容易导致
搅拌工具磨损剧烈甚至断裂。因此,高温合金材料的搅拌工具一般采用形状
比较简单的圆柱形或圆锥形。为了增加材料的流动性及产热量,一般在轴肩
及搅拌针上都会有螺纹。图2-2为英国焊接会所发明的 MX Triflute轻质合金
搅拌工具。从图中可以看出,轻质合金搅拌工具的形状非常复杂,同时螺纹
较深。
